热泵技术研究.docx

上传人:李司机 文档编号:6750433 上传时间:2024-01-20 格式:DOCX 页数:50 大小:757.02KB
返回 下载 相关 举报
热泵技术研究.docx_第1页
第1页 / 共50页
热泵技术研究.docx_第2页
第2页 / 共50页
热泵技术研究.docx_第3页
第3页 / 共50页
热泵技术研究.docx_第4页
第4页 / 共50页
热泵技术研究.docx_第5页
第5页 / 共50页
点击查看更多>>
资源描述

《热泵技术研究.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《热泵技术研究.docx(50页珍藏版)》请在三一办公上搜索。

1、基知技:初步什么是技?(HeatPUmP)是一种将低温源的能移到高温源的装置,来制冷和供暖。它不同于人所熟悉的可以提高位能的机械心;通常是先从自然界的空气、水或土壤中取低品位能,力做功,然后再向人提供可被利用的局J品位能O比如在冬季,室外的空气、地面水、地下水等等就是低温源,而室内空气就是高温源。式空就是可以把室外境的量送到室内境里。通常用于装置的低温源是我周的介空气、河水、海水,城市水,地表水,地下水,中水,消防水池,或者是从工生中排出的工,些工常与周介具有相接近的温度。-来自网文章量可以自地从高温物体到低温物体中去,但不能自地沿相反方向行。的工作原理就是以逆循方式迫使量从低温物体流向高温物

2、体的机械装置,它消耗少量的逆循功,就可以得到大的供量,可以有效地把以用的低品位能利用起来达到能目的。一来自百度百科什么是技?高:大于1个大气,水的沸点会超100,言之,在高下,水蒸气会在超100的情况下冷凝成液体!在2个大气下冰的沸点是121!低:小于1个大气下,水的沸点会低于100,言之,在低下,水会在低于100情况下蒸成气体!在0.12个大气下,水的沸点是50!通机做功,使工生物理相(气一液-气),利用一往复循相程不断通低(蒸器)吸和高(冷凝器)放,由吸装置吸取免的量,交器使冷水升温,制取的水通水循系送至用。工作介工作工以前一般氟利昂(逐被替代)。保工R22、区417人、134人、。32皆

3、人体不造成害的,即使有漏出,整套仍然都是安全的。分按源种不同分:空气源,水源,地源,双源(水源和空气源合)等(冷水)机空气源国家准:GBT25127.12020低境温度空气源(冷水)机第1部分:工或商用及似用途的空气源 空气源从室外空气中采集能量,并将能量移到室内。 空气源比地源易于安装,因安装无需挖掘或孔。 冬季可能需要助供暖系。 可以构建空气-空气系和空气-水系。空气源一一空气空气系 空气-空气式空气源从室外空气中采集能量,并将能量移到室内或空内的再循空气。 可以提供不同的温度范(冬季冷,春秋两季暖)。 室外气温降至大6以下,需要除霜(通常利用逆循)o 了蒸温度覆盖低和高的室外温度,要求机

4、有的工作范。 冷凝温度几乎年不。空气源一一空气水系 空气-水式空气源从室外空气中采集能量,并将能量移到在供暖系的循水中。 冷式蒸器。 房屋内的基于水的集中供暖系。 地板供暖和/或暖气。 房温度可以独。 COP高达4.5(空气7C,水30/35。高和3.5(空气7C,水4045oC) 适用于新建筑和旧施。(水温最高可达60式,具体取决于境温度) 夏季:地板制冷。 游泳池加。空气源是目前最成熟、最、最容易的方式,自然也最利于大模普及。表1:空气源、地源、水源热泵优缺点空气源热泵水源热泵地源热泵优点1)适用范围广:冷热兼供,适用温度范围广,并且一年四季全天候使用,不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的

5、影响,都可正常使用。2)运行成本低:节能效果突出;与燃气、电和电辅助加热的太阳能热水器相比,全年费用最低。3)环保型产品:无污染无燃烧外排物,不会对人体造成损害。1)便于集中管理:根据园区大小及分期建设设置一台或几台水热热泵机组,便于分期管理。2)冷热兼供:对于公共建筑需要冷热源的要求做到了一机多用。3)无废料,清洁环保:水源热泵利用了地下水的资源的能量。水源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量,从而减少了碳排放。1)运行费用低:地源热泵利用地下温度一年四季相对稳定的特性,COP值高达4以上。2)节能环保:室内侧由冷冻水输送,减少冷媒充注量,从而减少对大气

6、的污染;室外侧换热环境由大气转变为土壤或者水体,从而减少大气热排放,减轻热岛效应。运行过程中不会产生二氧化碳等污染环境的气体,也不会因为泄漏的问题影响室内人员的健康。缺点1)热效率相对不高:由于空气能是分散能源,制热速度较慢。2)容易出现结霜问题:在极低温环境中,空气中热能少,能转换的热能有限,工作效能会大打折扣。1)水源条件受限:一些城市为了保护地下水源不被污染,禁止抽取利用;利用江河湖泊水的水源热泵,也受到季节性水位下降等诸多因素影响。水源热泵的使用条件限制较多。2)初投资比校高、系统复杂,安装难度大:地源热泵对设计、施工、施工现场管理要求都比较高,需要有专业的技术人员参与其中。地源热泵的

7、初投资比较高:一套小型的家用地源热泵系统初投资在十几万以上,大型商用的地源热泵的造价就更高.技用是一种利用能将低位源的能移到高位源的高效能装置。相于其他的方式,空气源生IKW量所需消耗的一次能源最少,炉的27.20%,燃煤炉的48.87%,燃气炉的58.56%,能效果著,在保境的同也消者来上的收益。其次,需少量力,整体系碳排放量少,在生活、工、中的用可以减少PM2.5等染物的排放,改善境量,促可持展。在各式供暖能源系中,提供相同量的前提下,供暖体排放的二氧化碳含量最少,能减排效果最佳,是推碳中和的有效手段之一。空气源是目前最先的可再生能源品之一,利用免能源空气能人的生生活提供量。它利用逆卡原理

8、,3/4的能源来自境,需消耗少量的能,就能搬运所消耗能的34倍的能量加以利用。目前欧洲常的取暖方式依靠天然气的壁挂炉。但相同端量出的情况下,水器和取暖系的运行成本分比天然气的便宜48%和65%o欧洲供暖系成熟,安装更主机即可。北欧三国采取集中供,其他国家集中供暖普及率低,独立采暖系。欧洲国家本身壁挂炉水供暖的水管已完,100平米的空内,安装大部分不需要更管道,需更主机,短期内可快速安装好。蒸汽机开启了第一次工革命,世界入到利用能源的新代,其原理是卡循,是利用能化机械能的方式,能效永小于Io开启了能源的新代.其原理是逆卡循,利用机械能将低温能高温能的方式,能效永大于1,是能源的最佳方式之一。基理

9、咔循理卡循(Carnotcycle)是只有两个源(一个高温源温度T1和一个低温源温度T2)的循。由于工作物只能与两个源交量,所以可逆的卡循由两个等温程和两个程成。川卡循是由法国工程尼古拉莱昂迪卡于1824年提出的,以分析机的工作程,卡循包括四个步:等温吸,膨,等温放,。即理想气体从状1(P1,V1,T1)等温吸到状2(P2,V2,T2),再从状2膨到状3(P3,V3,T3),此后,从状3等温放到状4(P4,V4,T4),最后从状4回到状1。种由两个等温程和两个程所构成的循称卡循。卡诺循环StePL等温膨胀气缸中的气体吸收外界热量,体积变大。Step2.绝热膨胀离开了热源,气体继续膨胀,但温度降

10、低Step4,绝热压缩於r诲fe热,IIJ?HJPJUStep3.等温压缩气体向外界放热,气体被压缩到最初状态。体积变仪T2T1a等温压缩W230x Q20绝热膨胀 W34O等温膨胀W410x QkO基理-逆卡循理首先需要知道:逆卡循是一种理想的循,上是不了的,的制冷循是基于逆卡循做出改的。了便于理解,我用的制冷循(用家用空例)描述逆卡循。其次需要知道:冷凝放、蒸吸。1-2程通机提高温度;2-3程通冷凝器将量放出(因是冷凝程所以温度不);3-4程通膨机(用的是流)做功温度降低、力降低;4-1程通蒸器将量吸收(因是蒸程所以温度不)。我的家用空主要就是用4-1程中蒸器吸收室内的量,使室内降温,再通

11、2-3的冷凝器将量放出至室外。有人可能会,什么不直接把1点直接理到4点,再吸呢,就像冰那化成水了再成冰不就行了。因成冰也需要冷量啊,个冷量又需要制冷了,有没有能通容易得的能源制冷呢?就需要逆卡循,通机做功作力将吸后的制冷(1点)“搬运至2点(高于境温度,可以向境放),然后把量放出去,再降,它又神奇的成了4点(低于需要制冷部位的温度,可吸收其量)的状又可以吸了。即是通消耗能量来制冷。逆卡循奠定了制冷理的基,逆卡循揭示了空制冷系数(俗称EER或CoP)的极限。系的工作原理与制冷系的工作原理是一致的。要搞清楚的工作原理,首先要懂得制冷系的工作原理。制冷系(式制冷)一般由四部分成:机、冷凝器、流、蒸器

12、。其工作程:低温低的液制冷(例如氟利昂),首先在蒸器(例如空室内机)里从高温源(例如常温空气)吸并气化成低蒸气。然后制冷气体在机内成高温高的蒸气,高温高气体在冷凝器内被低温源(例如冷却水)冷却凝成高液体。再流元件(毛管、力膨、子膨等)流成低温低液制冷O如此就完成一个制冷循。的性能一般用制冷系数(Cc)P性能系数)来价。制冷系数的定由低温物体到高温物体的量与所需的力之比。通常的制冷系数34左右,也就是,能将自身所需能量的3到4倍的能从低温物体送到高温物体。所以上是一种量提升装置,工作它本身消耗很少一部分能,却能从境介(水、空气、土壤等)中提取4-7倍于能的装置,提升温度行利用,也是能的原因。欧美

13、日都在相开新型的。据新型的的制冷系数可6到8。所iB热泵.是以消耗外界的能量为代价,通过制冷剂在热泵循环中的状态变化,使热量由低温物体向高温物体进行转移的机械装置.它是一种利用高位能使热量由低位热源流向高位热源的装三L用以把自然界中很多不能直接利用的低位热源(如空一、土墟.L三热.太阳能等)轴化为可以利用的高位热源,从而达到节约部分硒能(如电箱、燃煤、然气.燃油等)的目的.热泵的工作原理与制冷机的工作原理相同。对于蒸气压缩式热泵而言,制热和制冷都通过压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等四个主要装置来完成,它与前面所学的制冷系统相比,增加了一个四通换向阀。下面以家用热泵型空调器为例加以说明,如图11

14、-1所示。(b) Im过程口)制冷过程三11-1空气源热泵的工作过程图111(a)为家用热泵型空调器的制冷过程,制冷剂在室内机蒸发器内吸收室内的热量蒸发成制冷剂蒸气而使室内冷却,制冷剂蒸气经压缩机压缩成高温高压蒸气,进入冷凝器,在室外机冷凝器中向室外空气放热,而自身冷凝为制冷剂液体,节流降压后回到蒸发器。图11-1(b)为家用热泵型空调器的制热过程,制冷剂的流动方向与制冷时相反,制冷剂在室外机蒸发器内吸收室外空气的热量蒸发成制冷剂蒸气,制冷剂蒸气经压缩机压缩成高温高压蒸气,进入室内机冷凝器,在室内机冷凝器中向室内空气放热达到采暖的目的,而自身冷凝为制冷剂液体,节流降压后回到蒸发器。4Q热量释放

15、至室内房间热量来晨于上气空气源热泵电能冷入-1逆卡诺循环图然后东缩机对气态制冷剂进行乐缩J随着球力升高,制冷剂的温度也随之上升。所产生的热量通过换热器(冷凝器)转移到供暖系统。制冷剂通过冷凝器.将热量杼放到供暖系统。制冷剂因此而腰结(恢复液态)。制冷剂维续循环,通过膨胀阀降低不力,从而降低制冷剂的温度。当制冷剂经过来自蒸发器集热盘管的微温盐水时,整个过程又重新开始正求”不领t给的物形式春花干票统中刎幺而为乙X收乙二移.俎今使用环保的现代刷冷剂.贡如3化含智仁欢化球以为是便刖CFC询HCFCIil冷剂.冷凝莒来自外部的热量乐缩机制冷循-供暖系 画示了如何利用逆制冷循来工作。 的基本元件包括一台机

16、、一个冷凝器、一个膨装置和个蒸器。 在蓑器山,空气中的能移到制冷,气制冷被送到机。 液制冷从机流向冷凝器,量在此移到需要加的空或水制冷循-制冷和供暖系(可逆)可以用于供暖,也可以用于制冷。制冷回路中有一个四通冷循同用于供暖和制冷。,用于在供暖模式和制冷模式之切。点按,看如何将制冬季制运行系原理:IJ冷百家网出制冷循-制冷和供暖系(可逆)可以用于供暖,也可以用于制冷。制冷回路中有一个四通,用于在供暖模式和制冷模式之切。点按,看如何将制冷循同用于供暖和制冷。夏季制冷运行系原理:口出懵祖以AMt受化控制系原理:技制冷原理压缩式制冷/制热制冷剂循环室外换热器四通阀室内换热器取热制冷制热供暖技制冷原理技

17、制冷原理室外换热器压缩机压缩升压冬季制热循环筑文说易吸热蒸发-从室外取热节流阀节流降压小冷凝放热向室内供热室内换热器供暖技与冷暖空技的主要区品和空系相比的主要可以体在:1.更高的采暖/制冷效率。2.更舒适保的用体。的技脱胎于冷暖空的机-冷媒系,而空气源的COP(效能)普遍300%以上,即1度可3度甚至更多,而空直接用力口/制冷COP/EER在100%上下,即空气源在日常家用制、制冷用量空的三分之一。图7:热泵COP值由哪些因素决定如何得到较 高COP值1蝴体冷瞬具有制冷剂的性质外,还应具有单位l大.吸放热快而多蒸发温度 除IKR压力低的特点,冷媒需为环保型4.根据CO啥式,环境温圉图K,空气螂

18、原的能效比越高,例如冬季在南方地区的能效比要高于北方地区,因为所能从空气中热能更多;另一方面,输配对象所需温度越低则能效比越高技与冷暖空技的主要区的原理是利用能吸收空气中的量,其初始能来源于空气中,与炉、加器等制装置相比,的突出特点是消耗少量能或燃料能,即可得大量的所需能。冷暖空不具直接从空气中吸收能的作用,交程全由能,因此用所得的能与所消耗的能基本相等,COP等于1。与同“逆卡”循的冷暖空比,空气源需要承受更高的冷凝力和比,来了更高的效率;同了达到更广泛适用的境温度要求,空气源各零部件性能指要求更高。具体而言,空气源在系除霜、使用境、零部件、运行方式等方面与空存在大差异,因此其零部件性能的要

19、求更高,制造成本也相更高。技与冷暖空技的主要区交t源熟系空调小04女.Mf提尬坏敏下负执.*,七混妁零下1320#氏度,冷襟5度依30设氏员.占!.寿十多1.空(Glfcll泉机曦今时问通常是一个地方一个校制更H.比M育为“4皇岛除育M索美比山占地区柒母繁一点,号令对史界线塞广挛.一版又一个巾宸一个蚯制巫梅.升JL察据有注的三候懂说贝整传海.文词便支十仍4.tt-这就,为45虐氏叶.AWK5tHaOToo微氏;,.MJL十度.障需拄射泛典方面,词S除去讨一M10分计.同*情几下.立聋热豪粕柒姑面飘成大于空洞的排焦曲仪,这也是空(然比变调体以大的犀国无论从校制观弊还是舞度M面制上,还是从冷处与火

20、外温度的JL界上.支气舄泉像畲值鱼是a总好于空调的,JL*畲的屹怪史小,01比姑体姮提供的有效编屹是大于空调的.使用绎现的弁文现执衰旧场臬拿壮冏范措及43至20母氏足.因北空源找立在及备压力方面桑卓义龙,例如文、也果如达尔1度要从6O*C465,C,此时冷及瓜力造型2.52眄。,的比立*街出30%-40o此外,室外低温环境下,如-20时,蒸发压力将降至非常低,约0.20.15MPa,而加热水温到60甚至65C的冷凝压力还是需要2.728MPa.压缩比将远超过15,大幅高于空调压缩机的压缩比使用范围。工Mb制解年.315收父最比使的麻境321JLC他氏长玄贡在工及命工今方面的费点幅升催.*高曲风

21、法度约50,这时的冷凝压力约1.82MPa,压缩比相对较低。零部件的差异零部件使用热泵专用压缩机、防冻高效罐式冷凝器、有系统高压等保护控制。空气源热泵必须采用热泵压缩机,同样以R22为例,最大运行压力达到3MPa,压缩机比达到12,甚至更高到20,最高排气温度达到110。热泵压缩机的加工精度、轴承强度、电机耐温性能等方面相比空调压缩机有数量级上的提升。零部件使用空调压缩机、翅片冷凝器或板式冷凝器。空调选用空调压缩机,以R22为例,最大运行压力不超过2MPa,压缩机比小于7,最高排气温度不超过90运行方式的差异1)空气源热泵虽然是全天通电,但是当制热完成后,机组就会停止工作自动保温。所以空气源热

22、泵要比空调省电,且能更好地保护压缩机,延长其使用寿命。2)空调在夏季的使用频率高,而空气源热泵集热水、供暖、制冷为一体,冬季运行时间较长。尤其是冬季对于热水的需求量较大,因此压缩机几乎长时间运行在冷媒温度较高的区域。运行温度是影响压缩机寿命的主要因素之一,在运行相同时间的条件下,空气源热泵中压缩机所受的综合负荷要高于空调中的压缩机。可兼具水和烘干等功能,在相同条件下,空气源 在位能耗、运行用、技与冷暖空技的主要区,不依靠冷媒,添加了水路管道,以水作二次介和空比,空气源除了制冷供暖外,保等度具有著。空气能制冷与空似,也是利用冷媒,但机在行冷量交来运冷气。图8:传统空调制冷原理散热图9:空气能热泵

23、制冷原理空气源热泵工作原理图特斯拉汽ModelY空的用汽空系构外发NI 4冷发81 E电动AaMn SV茶厦R 1冬电池 & SM理上,是一种将低位源的能制移到高位源的空装置。你可以将其理解水的原理。春天到了,我会把于低位的河水通管道在水的作用下抽到田地。也是如此,它是量的“搬运工”,可以把低温“物体”(包括气体、液体)的量吸收出来到工内,再通系内工的使其升温,最将高温工通冷凝器和内空气行,暖的功能。(夏天通改的方向,从乘吸收量行制冷。)整个程中,池的能只用在“搬运”量上,从而达到省的初衷。热泵空调在制热模式下,蒸发器从环境中吸取热量进入 热泵系统,低压工质空气被压缩升温,在冷凝器中与舱 空气

24、换热,暖空气被送入车厢内,高压工质空气经膨胀阀 转化成为低温低压工质气体完成循环。特斯拉汽MOdelY空的用汽空系构理上,是一种将低位源的能制移到高位源的空装置。你可以将其理解水的原理。春天到了,我会把于低位的河水通管道在水的作用下抽到田地。也是如此,它是量的“搬运工”,可以把低温“物体”(包括气体、液体)的量吸收出来到工内,再通系内工的使其升温,最将高温工通冷凝器和内空气行,暖的功能。(夏天通改的方向,从乘吸收量行制冷。)整个程中,池的能只用在“搬运”量上,从而达到省的初衷。的能效比cop能效比cop:量与入能力的比,来衡量空的好坏。COP越高明空的化效率越高。也就是越能。的PTC制的COP

25、是L而的COP最低情况也是高于1的。在中一般是2-4之。也就是在相同能耗的情况下,生的量是PTC的2-4倍。空的是什么?空气源有很多,最基本的就是安全,高效,无染,方便。坊有家称,要称可再生能源,那么的全年平均能效比就要大于27我一下句不,目前中国的力70%来自煤,从点来,家是的,但是下面两个原因的用是非常得推荐的:1、如果力是来自水,太阳能等清能源,的用是非常保的;2、如果采用的力是网中富余的力,个力不用,相当于浪,用部分力,可以起到很好的削峰平谷的作用。除上述日照很的地区(如西藏,云南),在中国大多数地区都比光式太阳能更有,是主角,同投和太阳能没有性。特斯拉ModelY热泵空调COF聂果国

26、空的缺点是什么?Is我可以肯定的回答,就是温度。在低温情况下性能下降;上,当COP1,系近乎于不工作状,此境温度大概在-20左右;个温度除非北地区,一般比少;那么在更高一点的-IO-O区,北方的天气大部分都能达到个气温,特斯拉ModelY空的COP在1-2之,个数其差人意,只是比PTC一些。特斯拉的策略是在个区启助PTC,帮助制。超0后就是空最佳的区了,10便可以超2.5,能效果十分出色。2、霜致性能下降;上所述,空目前最大是气温,于寒冷地区,是不方便,不一般的北方地区,于航的影响必然要小于PTC型的影响。如何克服空气源的缺点低温性能下降的措施有5点:1、更大的面;2、技;3、双技;4、复叠技

27、;5、气增技.第二个一一霜性能下降,有4个解决方法:Is更大的面-延霜;2、合理的翅片器-延霜;3、有效的化霜方法模式短化霜;4、准确的化霜入点和退出点-减少。空的缺点是什么?热泵系统系通相 ,空主要零部件成本高在品上也存在一定制。上文提到由四个核心零部件成,分是:机向、器和子膨,其他零部件和同,但价格方面却相差不小。空然价格高,但好在整体系方案和零部件供商已成体系。无国内是国外都已形成完善的系解决方案和零部件品。传统汽车空调大概单价在2000i左右,而热泵系统的单车价格大概在3300元左右,超过IoOO元的差距,极大地影响热泵的装车,其中最贵的部件来自电子压缩机和电子膨胀阀。知中驰聘在空的缺

28、点是什么?国外以法雷奥、博世、装、勒等企主。些国品牌占据了全球55%以上的管理市。其中装的尤丰富,丰田、日、雷的系皆来自于家企。从2013年推出空以来,它累了大量,它的最新品可以将空用在-10的境,比2013年的初代品能63%o格力车载热泵系统2.0与国外供商全套系方案的提供不同,国内供商在零部件方面更有,而且已做到了全覆盖。比如奥特佳、三花智控等,其中奥特佳的机就是特斯拉ModelY系的零部件,有异突起的格力。格力曾布整套的系,其最低使用温度可以到-30,里面用了一系列格力的最新空技,套技有望未来在中国品牌上搭。施基 )空气能用十大域1、“煤改”家庭采暖域2、分布式集中供暖域3、畜牧养殖供暖

29、域4、家庭或大型建筑冷暖域5、大棚恒温域6、商用水域7、校园水BOT域(基8、工、服烘干域9、工同温用域10、恒温保存域空气源正以爆式的展,在我生活工作的各个域攻城略地,开疆土。加以日,空气源必将形成巨大的万的市,以其能、保、高效、智能、安全等特点社会做出更大的献!空气源在通信源外柜中用研究空气源用于外源柜中,需要一步深入研究的:1、空气源在外柜制冷和制技的可行性。主要考机,蒸器,冷凝器,膨,四通等主要元件,在外柜中的体,安装方式的匹配度。如何在外柜中安装。2,源交方式:气体-气体交的方式?其他方式是否有可行性?3、空气源的能耗比,是否能?4、与目前使用的空相比的在哪里?与目前HEX比的又有哪些?5、成本高,探索降成本方案与可行性。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索
资源标签

当前位置:首页 > 生活休闲 > 在线阅读


备案号:宁ICP备20000045号-2

经营许可证:宁B2-20210002

宁公网安备 64010402000987号